Vorrichtung zur oberflächennahen Verankerung von Bauteilen

Abstract

 Eine Vorrichtung zur oberflächennahen Verankerung von Bauteilen in, insbesondere armierten, Verankerungsgründen weist ein im wesentlichen hohlzylindrisches Verankerungsteil (2) und ein damit verbundenes Lastangriffsteil (3) auf. Das Verankerungsteil (2) ist zweiteilig ausgebildet und umfasst zwei im wesentlichen hohlzylindrische Hülsen (5, 6), die kegelartig ineinander schiebbar sind, wobei wenigstens eine der beiden Hülsen (5, 6) mit aufweitbaren axialen Schlitzen versehen ist. Die innere Hülse (5) weist einen Aussendurchmesser (a) auf und die äussere Hülse (6) besitzt einen Innendurchmesser (i), welche Durchmesser (a, i) sich jeweils zu den setzrichtungsseitig vorderen Enden der Hülsen (5, 6) hin vergrössern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur oberflächennahen Verankerung von Bauteilen in, insbesondere armierten, Verankerungsgründen gemäss dem gattungsbildenden Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Für Verankerungen in sicherheitsrelevanten Bereichen werden Verankerungselemente in der Regel mit relativ grossen Setztiefen von 90 mm und mehr eingesetzt und im Verankerungsgrund verankert. Je nach Beschaffenheit des Verankerungsgrundes kann es bei der Erstellung der dafür erforderlichen tiefen Aufnahmebohrungen zu Schwierigkeiten kommen. Insbesondere bei armierten Verankerungsgründen, beispielsweise bei armiertem Beton mit hoher Armierungsdichte, kann es dabei zu Arrnierungstreffem kommen. Da es nicht erwünscht ist, Armierungen im Verankerungsgrund zu durchtrennen, wird in der Regel bei Armierungstreffem an anderer Stelle nachgebohrt, um dort den Befestigungspunkt zu setzen. Vielfach ist es aber nicht möglich, den gewünschten Befestigungspunkt zu verschieben oder ganz auf den Befestigungspunkt zu verzichten, um dem Armierungseisen auszuweichen. Daher muss in derartigen Fällen die Armierung durchtrennt werden.

[0003] Abgesehen davon, dass es unerwünscht und in sicherheitsrelevanten Anwendungen oft auch nicht ratsam ist, Armierungen zu durchtrennen, ist die Fertigstellung der Aufnahmebohrung bei Armierungstreffem nur mit grossem Auwand durchführbar. Da bei Armierungstreffem die Bohrleistung mit konventionellen Bohrwerkzeugen sehr stark nachlässt, müssen in derartigen Fällen spezielle Werkzeuge, beispielsweise diamantbesetzte Bohrwerkzeuge, eingesetzt werden. Dies vergrössert den Aufwand für die Erstellung eines Befestigungspunktes nicht unerheblich. Zudem kann es erforderlich sein, den Verankerungsgrund im Bereich der durchtrennten Armierung zusätzlich zu unterstützen, um ihm wieder die geforderte Festigkeit zu verleihen. Falls dieser zusätzliche Aufwand nicht betrieben werden soll, kann es erforderlich sein, die Belastungswerte des Verankerungsgrundes im Bereich der durchtrennten Armierung zu reduzieren.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, welche es erlaubt, auch in armierten Verankerungsgründen Befestigungspunkte zu setzen, ohne dabei Armierungen durchtrennen zu müssen. Die Vorrichtung soll es erlauben, auch bei Armierungstreffem die gewünschten Befestigungspunkte beizubehalten. Es soll eine Vorrichtung geschaffen werden, welche auch in sicherheitsrelevanten Bereichen einsetzbar ist und Verankerungen mit ausreichend hohen Haltewerten ermöglicht. Aufwendige nachträgliche Sanierungen des Verankerungsgrundes zur Wiederherstellung seiner Festigkeit sollen vermieden werden können.

[0005] Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einer Vorrichtung mit den im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruches 1 angeführten Merkmalen. Insbesondere wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zur oberflächennahen Verankerung von Bauteilen in, insbesondere armierten, Verankerungsgründen geschaffen, welche ein im wesentlichen hohlzylindrisches Verankerungsteil und ein damit verbundenes Lastangriffsteil aufweist. Das Verankerungsteil ist zweiteilig ausgebildet und umfasst zwei im wesentlichen hohlzylindrische Hülsen, die kegelartig ineinander schiebbar sind, wobei wenigstens eine der beiden Hülsen mit aufweitbaren axialen Schlitzen versehen ist. Die innere Hülse weist einen Aussendurchmesser auf und die äussere Hülse besitzt einen Innendurchmesser, welche Durchmesser sich jeweils zu den setzrichtungsseitig vorderen Enden der Hülsen hin vergrössem.

[0006] Die innere Hülse der erfindungsgemässen Vorrichtung wird in eine ringförmige Schlitzbohrung im Verankerungsgrund eingesetzt, welche zuvor beispielsweise mittels einer Hammerbohrkrone oder mit einer Kernbohrkrone erstellt wurde. Die Verankerung erfolgt durch Überstülpen der äusseren Hülse über die innere Hülse und Eintreiben der äusseren Hülse in die ringförmige Schlitzbohrung. Die Wandstärken der beiden Hülsen sind derart bemessen, dass ihre Summe gegenüber der Schlitzbreite der Schlitzbohrung ein Übermass aufweist. Auf diese Weise wirkt beispielsweise die innere Hülse wie eine Spreizhülse und presst die Aussenwandung der mit axialen Schlitzen versehenen äusseren Hülse gegen die Aussenwandung der Schlitzbohrung. Die Innenwandung der inneren Hülse kann ebenfalls geschlitzt sein und presst dann gegen die Aussenwandung der Schlitzbohrung. Die Verankerung erfolgt durch Reibschluss der äusseren und gegebenenfalls der inneren Begrenzungsflächen des Verankerungsteiles an den inneren und äusseren umlaufenden Begrenzungswandungen der ringförmigen Schlitzbohrung. Dadurch ist die Verankerungsfläche gegenüber konventionellen Ankem deutlich grösser. Bei inneren und äusseren Hülsen, die beide mit axialen Schlitzen versehen sind, wird die Verankerungsflächen nahezu verdoppelt. Durch die grosse Verankerungsfläche kann die Tiefe der dngförrnigen Schlitzbohrung gegenüber konventionellen Aufnahmebohrungen geringer gehalten werden, ohne dadurch die Haltewerte zu beeinträchtigen. Dadurch kann der Befestigungspunkt in oberflächennahe Bereiche gesetzt werden, in denen sich keine Armierungen befinden. Auf diese Weise können Befestigungspunkte auch noch in Bereichen gesetzt werden, in denen eine zuvor erstellte konventionelle Aufnahmebohrung zu einem Armierungstreffer geführt hat und ein konventioneller Anker nur nach vorherigem Durchtrennen der Armierung gesetzt werden könnte.

[0007] Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt es, auch in Verankerungsgründen mit hoher Armierungsdichte an beliebigen Stellen Befestigungspunkte mit ausreichenden Haltewerten zu erstellen. Armierungstreffer bei der Erstellung von Aufnahmebohrungen für konventionelle Anker führen nicht dazu, dass der Befestigungspunkt verschoben oder die Armierung durchtrennt werden muss. Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung können die gewünschten Befestigungspunkte auch bei Armiernngstreffem noch gesetzt werden, ohne dass Armiernngen durchtrennt werden müssten. Eine nachträgliche Verstärkung des Verankerungsgrundes ist daher nicht mehr erforderlich. Die Festigkeit des Verankerungsgrundes bleibt erhlalten und die zulässige Belastung des Untergrundes muss nicht reduziert werden.

[0008] Für die erzielbaren Lastwerte der Verankerung ist es von Vorteil, wenn die innere und die äussere Hülse über ihre Länge jeweils Wandstärken aufweisen, welche sich im ineinandergeschobenen Zustand der beiden Hülsen derart ergänzen, dass das Verankerungsteil über seine Länge eine im wesentlichen konstante Gesamtwandstärke aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Innenwandung der inneren Hülse und die Aussenwandung der äusseren Hülse im wesentlichen über ihre gesamte Länge an den Begrenzungswandungen der ringförmigen Schlitzbohrung anliegen.

[0009] Der Reibschluss zwischen dem Verankerungsteil der erfindungsgemässen Vorrichtung und den Begrenzungswandungen der ringförmigen Schlitzbohrung kann durch einen Formschluss unterstützt werden, indem die Innenwandung der inneren Hülse im Bereich ihres setzrichtungsseitig vorderen Endes mit radialen Vorsprüngen versehen ist. Beim Vortreiben der äusseren Hülse in Setzrichtung werden die Vorsprünge in den Verankerungsgrund gepresst und erzeugen dort bereichsweise eine Hinterschneidung.

[0010] Es ist vorteilhaft, wenn die radialen Vorsprünge derart angeordnet sind, dass sie an der Innenwandung der inneren Hülse wenigstens einen umlaufenden Ringwulst mit Schneide bilden. Die Schneide des Ringwulstes gräbt sich in den Verankerungsgrund und erzeugt die Hinterschneidung und den erwünschten zusätzlichen Formschluss.

[0011] Um zu vermeiden, dass die äussere Hülse zu weit in die Schlitzbohrung vorgetrieben wird und durch übermässigen Spreizdruck der Verankerungsgrund im Bereich der Schlitzbohrung beschädigt wird, ist es von Vorteil, wenn die äussere Hülse an ihrem dem setzrichtungsseitig vorderen Ende gegenüberliegenden Ende mit einem umlaufenden Kragen oder dergleichen Anschlagelementen ausgestattet ist.

[0012] In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das Lastangriffsteil mit der inneren Hülse verbunden. Dabei weist die innere Hülse mit dem damit verbundenen Lastangriffsteil bevorzugt eine topfartige Gestalt auf. Der den Topfboden bildende Verbindungsbereich, welcher das Verankerungsteil und das Lastangriffsteil miteinander verbindet, erfüllt die Funktion eines Tiefenanschlages und stützt die innere Hülse an der Oberfläche des Verankerungsgrundes ab. Dadurch bleibt die Setztiefe der inneren Hülse auch bei einer zu tief erstellten Schlitzbohrung konstant. Das Lastangriffsteil ist zentrisch angeordnet und ragt axial von dem Verbindungsbereich ab. Auf diese Weise kommt es zu einer gleichmässigen Krafteinleitung bei Belastung der Verankerung, was sich günstig auf die erzielbaren Haltewerte auswirkt.

[0013] Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

einen Axialschnitt einer erfindungsgemässen Vorrichtung im gesetzten Zustand;

Fig. 2

einen Axialschnitt einer Aufnahmebohrung mit Armierungstreffer; und

Fig. 3

einen Axialschnitt eines Befestigungspunktes über der Aufnahmebohrung gemäss Fig. 2 mittels einer erfindungsgemässen Vorrichtung.

[0014] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgmässen Vorrichtung zur oberflächennahen Verankerung von Bauteilen in, vorzugsweise armiertem, Verankerungsgrund, beispielsweise in Beton mit hoher Armiewngsdichte ist in Fig. 1 gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Die Verankerungsvorrichtung 1 weist ein hohlzylindrisches Verankerungsteil 2 und ein Lastangriffsteil 3 auf. Das Lastangriffsteil 3 kann, wie beispielsweise dargestellt, durch eine Ankerstange mit einem Aussengewinde 4 gebildet sein. Anstelle einer Ankerstange mit Aussengewinde kann aber auch eine Hülse mit Innengewinde oder dergleichen Einrichtung vorgesehen sein.

[0015] Das Verankerungsteil 2 umfasst zwei im wesentlichen hohlzylindrische Hülsen, eine innere Hülse 5 mit einem Aussendurchmesser a und eine äussere Hülse 6 mit einem Innendurchmesser i, welche kegelartig ineinander schiebbar sind. Im ineinandergeschobenen Zustand der beiden Hülsen 5, 6 ist der Innnendurchmesser i der äusseren Hülse 6 im wesentlichen gleich oder nur geringfügig grösser als der Aussendurchmesser a der inneren Hülse 5. Die innere und die äussere Hülse 5 bzw. 6 sind derart ausgebildet, dass sich ihre einander zugekehrten Innen- bzw. Aussendurchmesser i bzw. a zu ihren in Setzrichtung vorderen Enden hin vergrössem. Entsprechend nimmt die Wandstärke der inneren Hülse 5 in Richtung ihres vorderen freien Endes zu und die Wandstärke der äusseren Hülse 6 in korrespondierender Weise ab. Dabei sind die Wandstärken der inneren und der äusseren Hülsen 5 bzw. 6 derart aufeinander abgestimmt, dass im ineinandergeschobenen Zustand der Hülsen 5, 6 das Verankerungsteil 2 über seine gesamte Länge eine im wesentlichen konstante Gesamtwandstärke w aufweist. Die äussere Hülse 6 und gegebenenfalls auch die innere Hülse 5 sind mit in den Schnittdarstellungen nicht gezeigten axialen Schlitzen versehen, die ein radiales Aufweiten der Hülsen erleichtem.

[0016] Für die Erstellung eines Befestigungspunktes wird die innere Hülse 5 der erfindungsgemässen Verankerungsvorrichtung 1 in eine ringförmige Schlitzbohrung B im Verankerungsgrund G eingesetzt, welche zuvor beispielsweise mittels einer Hammerbohrkrone oder mit einer Kernbohrkrone erstellt wurde. Die Verankerung der Verankerungsvorrichtung 1 in der Schlitzbohrung B erfolgt durch Überstülpen der äusseren Hülse 6 über die innere Hülse 5 und Eintreiben der äusseren Hülse 6 in den verbleibenden Ringspalt der ringförmigen Schlitzbohrung B. Die Wandstärken der beiden Hülsen sind derart bemessen, dass ihre Summe gegenüber der Breite der Schlitzbohrung B ein Übermass aufweist. Auf diese Weise wirkt die eingetriebene äussere Hülse 6 wie eine Spreizhülse und presst die Innenwandung 51 der inneren Hülse 5 gegen die Innenwandung der Schlitzbohrung B. Die Aussenwandung 61 der äusseren Hülse 6 presst gegen die Aussenwandung der ringförmigen Schlitzbohrung B. Die Verankerung erfolgt durch Reibschluss der äusseren und inneren Begrenzungsflächen 51, 61 des Verankerungsteiles 2 an den inneren und äusseren umlaufenden Begrenzungswandungen der ringförmigen Schlitzbohrung B. Dadurch wird die Verankerungsfläche gegenüber konventionellen Ankem gleicher Setztiefe nahezu verdoppelt. Durch die grosse Verankerungsfläche kann die Tiefe d der ringförmigen Schlitzbohrung B gegenüber konventionellen Aufnahmebohrungen geringer gehalten werden, ohne dadurch die Haltewerte zu beeinträchtigen. Dadurch kann der Befestigungspunkt in oberflächennahe Bereiche gesetzt werden, in denen sich keine Armierungen A befinden.

[0017] Die äussere Hülse 6 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, einen umlaufenden Kragen 7 aufweisen, der als Tiefenanschlag an der Oberfläche S des Verankerungsgrundes G dient. Dadurch ist sichergestellt, dass die äussere Hülse 6 auch bei zu tief erstellter ringförmiger Schlitzbohrung B nicht zu tief eingetrieben wird und dadurch eine überhöhte Spreizkraft auf die Wandungen der Schlitzbohrung ausgeübt wird, welche zu einer Beschädigung des Verankerungsgrundes G führen könnte. Der umlaufende Kragen 7 kann auch als Hilfe für das Eintreiben der äusseren Hülse 6 in die ringförmige Schlitzbohrung B dienen, indem ein Setzwerkzeug, das mit axialen Schlägen beaufschlagbar ist, daran angesetzt werden kann.

[0018] An der Innenwandung 51 der inneren Hülse 5 können im Bereich ihres vorderen Endes Vorsprünge 8 angeordnet sein, welche bei der Verspreizung eine Hinterschneidung in der Schlitzbohrung erzeugen und die reibschlüssige Verankerung durch einen zusätzlichen Formschluss unterstützen. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind die Vorsprünge 8 derart an der Innenwandung 51 der inneren Hülse 5 angeordnet, dass sie wenigstens einen umlaufenden Ringwulst mit einer umlaufenden Schneide bilden.

[0019] Die Verspreizbarkeit der inneren und der äusseren Hülsen 5, 6 in der ringförmigen Schlitzbohrung B kann noch dadurch erleichtert werden, dass die innere oder die äussere Hülse oder beide Hülsen 5, 6 mit wenigstens einem axialen Schlitz versehen sind, der sich wenigstens über einen Teil ihrer Länge erstreckt.

[0020] Das Lastangriffsteil 3 kann mit der inneren oder der äusseren Hülse 5 bzw. 6 verbunden sein. Bevorzugt ist es, wie dargestellt, mit der inneren Hülse 5 verbunden, wodurch sich eine topfartige Gestalt ergibt. Der den Boden des Topfes bildende Verbindungsbereich 9 kann sich an der Oberfläche S des Verankerungsgrundes G abstützen und dient zugleich als Tiefenanschlag für die innere Hülse 5. Das Lastangriffsteil 3 ist zentrisch zur inneren Hülse 5 angeordnet und ragt entgegen der Setzrichtung axial vom Verbindungsbereich 9 ab. Auf diese Weise können Zug- und Querkräfte möglichst gleichmässig in den Verankerungsgrund G eingeleitet werden.

[0021] In Fig. 2 und 3 ist ein bevorzugtes Einsatzgebiet für die erfindungsgemässe Verankerungsvorrichtung angedeutet. Fig. 2 zeigt eine Aufnahmebohrung H für einen konventionellen Anker, bei welcher die Bohrung zu einem Treffer an einer im Verankerungsgrund G befindlichen Armierung A geführt hat. Da es in der Regel unerwünscht ist, Armierungen zu durchtrennen, muss in diesen Fällen der Befestigungspunkt verschoben werden und muss an anderer Stelle des Verankerungsgrundes eine neue Aufnahmebohrung erstellt werden. In einer Vielzahl von Fällen ist es aber nicht möglich, den Befestigungspunkt zu verschieben. Hier bietet die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 Abhilfe, da sie eine zuverlässige Verankerung im oberflächennahen Bereich des Verankerungsgrundes G ermöglicht. Gemäss Fig. 3 wird dazu mit Hilfe einer Hammerbohrkrone oder mittels einer Kembohrkrone eine ringförmige Schlitzbohrung B erstellt, welche koaxial zur Aufnahmebohrung H angeordnet ist. Die ringförmige Schlitzbohrung B wird nur bis in eine Tiefe vorgetrieben, in der mit Sicherheit keine Armierungen zu finden sind. Typische Tiefen liegen zwischen etwa 1,5 cm und etwa 4 cm. Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 wird in die ringförmige Schlitzbohrung B eingesetzt und dort im oberflächennahen Bereich des Verankerungsgrundes G verankert. Auf diese Weise können auch Befestigungspunkte mit Armierungstreffem gerettet werden, ohne dabei die Armierung durchtrennen zu müssen.

[0022] Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt es, auch in Verankerungsgründen mit hoher Armierungsdichte an beliebigen Stellen Befestigungspunkte mit ausreichenden Haltewerten zu erstellen. Armierungstreffer bei der Erstellung von Aufnahmebohrungen für konventionelle Anker führen nicht dazu, dass der Befestigungspunkt verschoben oder die Armierung durchtrennt werden muss. Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung können die gewünschten Befestigungspunkte auch bei Armierungstreffern noch gesetzt werden, ohne dass Armierungen durchtrennt werden müssten. Eine nachträgliche Verstärkung des Verankerungsgrundes ist daher nicht mehr erforderlich. Die Festigkeit des Verankerungsgrundes bleibt erhalten und die zulässige Belastung des Untergrundes muss nicht reduziert werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur oberflächennahen Verankerung von Bauteilen in, insbesondere armierten, Verankerungsgründen (G), mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Verankerungsteil (2) und einem damit verbundenen Lastangriffsteil (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil (2) zweiteilig ausgebildet ist und zwei im wesentlichen hohlzylindrische Hülsen (5, 6) umfasst, die kegelartig ineinander schiebbar sind, wobei wenigstens eine der Hülsen mit axialen Schlitzen versehen ist und die innere Hülse (5) einen Aussendurchmesser (a) und die äussere Hülse (6) einen Innendurchmesser (i) aufweist, welche Durchmesser (a, i) sich jeweils zu den setzrichtungsseitig vorderen Enden der Hülsen (5, 6) hin vergrössem.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und die äussere Hülse (5, 6) über ihre Länge jeweils Wandstärken aufweisen, welche sich im ineinandergeschobenen und gespreizten Zustand der beiden Hülsen (5, 6) derart ergänzen, dass das Verankerungsteil (2) über seine Länge eine im wesentlichen konstante Gesamtwandstärke (w) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung (51) der inneren Hülse (5) im Bereich ihres setzrichtungsseitig vorderen Endes mit radialen Vorsprüngen (8) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Vorsprünge (8) derart angeordnet sind, dass sie an der Innenwandung (51) der inneren Hülse (5) wenigstens einen umlaufenden Ringwulst mit Schneide bilden.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülse (6) an ihrem dem setzrichtungsseitig vorderen Ende gegenüberliegenden Ende mit einem umlaufenden Kragen (7) oder dergleichen Anschlagelementen ausgestattet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastangriffsteil (3) mit der inneren Hülse (5) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Hülse (5) und das Lastangriffsteil (3) über einen Verbindungsbereich (9) derart miteinander verbunden sind, dass sich eine topfartige Gestalt ergibt, wobei das Lastangriffsteil (3) zentrisch angeordnet ist und axial vom Verbindungsbereich (9) abragt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Schlitze an der äusseren Hülse (6) vorgesehen sind.

Zeichnung